Đồ án Android điều khiển thiết bị qua internet (Phần 1)

Nội dung text: Đồ án Android điều khiển thiết bị qua internet (Phần 1)

1. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ANDROID ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ QUA INTERNET GVHD: THS. NGUYỄN VĂN HIỆP SVTH: TRẦN CÔNG THÁI MSSV: 10101117 SVTH: VÕ HÀ HUY MSSV: 10101053 SKL003088 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 07/2014
2. BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HỒ CHÍ MINH KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ BỘ MÔN ĐIỆN TỬ-CÔNG NGHIỆP ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐỀ TÀI: ANDROID ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ QUA INTERNET GVHD: Ths.NguyễnVănHiệp SVTH: TrầnCôngThái 10101117 VõHà Huy 10101053 Tp. HồChí Minh - 07/2014
3. BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HỒ CHÍ MINH KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ BỘ MÔN ĐIỆN TỬ-CÔNG NGHIỆP ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐỀ TÀI: ANDROID ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ QUA INTERNET GVHD: Ths.NguyễnVănHiệp SVTH: TrầnCôngThái 10101117 VõHàHuy 10101053 Tp. HồChí Minh – 07/2014
4. Phần A GIỚI THIỆU
5. TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TP HỒ CHÍ MINH ĐỘC LẬP – TỰ DO – HẠNH PHÚC KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ TP.HCM, ngày 12 tháng 07 năm 2014 NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: Trần Công Thái MSSV: 10101117 Võ Hà Huy MSSV: 10101053 Chuyên ngành: Kỹ thuật Điện – Điện Tử Mã ngành: 01 Hệđào tạo: Đại học chính quy Mã hệ: 1 Khóa: 2010 Lớp: 101011 I. TÊNĐỀ TÀI: ANDROID ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ QUA INTERNET II. NHIỆM VỤ : 1. Các yêu cầu thực hiện, thông số của đề tài: - Điều khiển được thiết bị điện sử dụng kit Arduino. - Viết giao diện cho thiết bị Android. - Giao tiếp giữa thiết bị chạy Android và Arduino. - Điều khiển được thiết bị điện bằng điện thoại thông qua mạng internet. - Giám sát nhiệt độ và chống trộm qua các ngõ vào tiếp điểm cho các cảm biến 2. Các vấn đề tồn tại của ĐATN có liên quan đã thực hiện ở các khóa trước: - Tính bảo mật chưa cao. - Chưa đổi mật khẩu cho tài khoản đăng nhập - Chưa đóng gói sản phẩm thành module để thân thiện với người sử dụng - Chưa có nguồn dự phòng cho hệ thống 3. ĐATN giải quyết được vấn đề gì, tính mới, tính cải tiến, tính tối ưu: - Đã sử dụng được điện thoại chạy Android để điều khiển thiết bị điện và báo động chống trộm thông qua mạng internet. - Đổi được mật khẩu của tài khoản - Đóng gói thành một module dễ dàng hơn cho người tiêu dùng - Có thêm nguồn dự phòng cho module điều khiển - Sử dụng kit Arduino Mega + Arduino Ethernet Shield 4. Kết quả đạt được của ĐATN sau khi thực hiện: Đã giao tiếp giữa thiết bị chạy hệ điều hành Android và Kit Arduino để điều khiển các thiết bị điện trong nhà và giám sát báo động thông qua mạng internet. III. NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 10/03/2014 IV. NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 11/07/2014 V. HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: Ths. Nguyễn Văn Hiệp CÁN BỘ HƯỚNG DẪN BM. ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP Ths. Nguyễn Văn Hiệp TS. Nguyễn Thanh Hải TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TP HỒ CHÍ MINH ĐỘC LẬP – TỰ DO – HẠNH PHÚC KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ TP.HCM, ngày 12 tháng 07 năm 2014
6. LỊCH TRÌNH THỰC HIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên 1: Trần Công Thái Lớp: 101011C MSSV: 10101117 Họ tên sinh viên 2: Võ Hà Huy Lớp: 101011A MSSV: 10101053 Tên đề tài: ANDROID ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ QUA INTERNET Xác nhận Tuần thứ Nội dung GVHD Tuần 1 Duyệt đề tài và lên kế hoạch thực hiện Tuần 2 – Tuần 3 Tìm hiểu hệ điều hành Android Tìm hiểu kit Arduino Mega 2560 + Ethernet Tuần 4 – Tuần 5 Shield Tiến hành viết chương trình cho điện thoại Tuần 6 – Tuần 7 Android và Kit Arduino Mega 2560. Tìm hiểu giao thức TCP/IP và truyền nhận dữ Tuần 8 – Tuần 9 liệu qua mạng theo giao thức TCP/IP Tuần 10– Tuần Tiến hành viết chương trình cho ứng dụng trên 12 android và kit Arduino Mega 2560 Thi công mô hình phần cứng: - Thiết kế hộp đựng đóng gói các mạch Tuần 13 – Tuần điện thành module hoàn chỉnh 14 - Làm các mạch điện để điều khiển thiết bị và giao tiếp với Kit Arduino Tuần 15 Kết hợp giữa phần cứng và phần mềm Tuần 16 – Tuần Hoàn thành sản phẩm. 17 GV HƯỚNG DẪN (Ký và ghi rõ họ và tên) Ths. Nguyễn Văn Hiệp LỜI MỞ ĐẦU Ngày xưa khi công nghệ chưa được phát triển nhiều thì việc điều khiển các thiết bị trong công nghiệp cũng như trong dân dụng chỉ dừng lại ở việc điều khiển trực tiếp bằng tay qua các nút nhấn. Với sự phát triển không ngừng của công nghệ không dây thì càng giúp người công nhân cũng như người trực tiếp sử dụng được thuận tiện hơn với giao tiếp không dây, từ remote dùng tia hồng ngoại cho đến các module sử dụng sóng RF nhưng việc điều khiển đó vẫn còn hạn chế về mặt không gian. Và giờ đây với sự phát triển của internet thì việc điều khiển từ xa ở mọi nơi càng giúp cho mọi việc dễ
7. dàng hơn nữa. Chỉ cần với một chiếc máy tính có kết nối internet đã có thể vừa điều khiển vừa giám sát trạng thái các thiết bị một cách nhanh chóng và chính xác. Bên cạnh đó thì một khía cạnh khác của sự phát triển công nghệ đó chính là lĩnh vực thiết bị cầm tay như là smartphone hay tablet chạy hệ điều hành android. Với hàng loạt sản phẩm từ rất nhiều thương hiệu và giá cả khác nhau từ sang trọng cho đến bình dân, thì những thiết bị cầm tay đó đã trở thành một vật bất ly thân trong cuộc sống của chúng ta. Tận dụng những ưu điểm mà công nghệ đã đem lại , với mục đích tích hợp đưa ra một sản phẩm có chức năng vừa điều khiển từ xa qua internet ,vừa có thể giám sát trạng thái thiết bị nhóm thực hiện đã thực hiện đề tài này với mong muốn có thể giúp đơn giản hóa việc điều khiển giúp cho mọi thứ trở nên dễ dàng và tiện dụng hơn. Những kiến thức, năng lực đạt được trong quá trình học tập ở trường sẽ được đánh giá qua đợt bảo vệ đồ án cuối khóa. Vì vậy nhóm thực hiện đề tài cố gắng tận dụng những kiến thức đã học ở trường cùng với sự tìm tòi, nghiên cứu cùng với sự hướng dẫn tận tình của Giáo viên hướng dẫn cùng Thầy/Cô thuộc Khoa Điện-Điện Tử để có thể hoàn thành tốt đồ án này. Mặc dù nhóm thực hiện đề tài đã cố gắng hoàn thành nhiệm vụ đề tài đặt ra và đúng thời hạn nhưng chắc chắn sẽ không tránh khỏi những thiếu sót, mong quý Thầy/Cô và các bạn sinh viên thông cảm. Nhóm thực hiện đề tài mong nhận được những ý kiến đóng góp của quý Thầy/Cô và các bạn sinh viên. Xin chân thành cảm ơn! Nhóm thực hiện đề tài Trần Công Thái – Võ Hà Huy
8. LỜI CẢM ƠN Nhóm thực hiện đề tài xin gửi lời cảm ơn đến ban chủ nhiệm khoa Điện – Điện Tử, quý thầy cô trong bộ môn bộ môn Điện tử công nghiệp đã hỗ trợ nhóm trong suốt thời gian thực hiện đề tài. Nhóm thực hiện xin gửi lời cảm ơn đến thầy Nguyễn Văn Hiệp đã tận tình hướng dẫn để nhóm hoàn thành đề tài này. Nhóm thực hiện đề tài cũng xin gửi lời cảm ơn tới anh Phi của công ty HOMESA đã tạo điều kiện cho nhóm có thể tiếp thu những kinh nghiệm và tiếp cận với những sản phẩm thực tế có liên quan đến đề tài của nhóm.Và cũng xin cảm ơn các bạn trong lớp đã giúp đỡ, góp ý để nhóm hoàn thành đề tài. Trong quá trình thực hiện đề tài này, mặc dù nhóm thực hiện đề tài đã rất cố gắng, xong sẽ không tránh khỏi thiếu sót. Rất mong nhận được sự góp ý, phê bình, chỉ dẫn của quý thầy cô và các bạn. Nhóm thực hiện đề tài Trần Công Thái – Võ Hà Huy
9. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: NGUYỄN VĂN HIỆP MỤC LỤC PHẦN A: GIỚI THIỆU Trang bìa Nhiệm vụ đồ án Lời cảm ơn Mục lục Phụ lục hình ảnh Liệt kê từ viết tắt Phần B : NỘI DỤNG Chương 1: TỔNG QUAN 1.1 Đặt vấn đề Error! Bookmark not defined. 1.2 Mục tiêu đề tài Error! Bookmark not defined. 1.3 Giới hạn đề tài Error! Bookmark not defined. 1.4 Phạm vi và phương pháp nghiên cứu Error! Bookmark not defined. 1.4.1 Phạm vi nghiên cứu Error! Bookmark not defined. 1.4.2 Phương pháp nghiên cứu Error! Bookmark not defined. 1.5 Giới thiệu nội dung Error! Bookmark not defined. Chương 2 : TỔNG QUAN VỀ MẠNG MÁY TÍNH 2.1 Mạng máy tính và giao thức Error! Bookmark not defined. 2.1.1 Mạng máy tính Error! Bookmark not defined. 2.1.2 Họ giao thức TCP/IP: Error! Bookmark not defined. 2.2 Socket Error! Bookmark not defined. 2.2.1 Khái niệm Error! Bookmark not defined. 2.2.2 Kiểu Socket (Socket Types) Error! Bookmark not defined. 2.3 Cổng của ứng dụng(Port) Error! Bookmark not defined. 2.4 Dịch vụ No-ip Error! Bookmark not defined. Chương 3: TỔNG QUAN HỆ THỐNG PHẦN CỨNG 3.1 Giới thiệu về Arduino Error! Bookmark not defined. 3.2 Các Đặc Điểm Của Arduino Error! Bookmark not defined. 3.3 Bo mạch Arduino Error! Bookmark not defined. 3.3.1 Sức mạnh xử lý Error! Bookmark not defined. 3.3.2 Đọc tín hiệu ngõ vào Error! Bookmark not defined. 3.3.3 Xuất tín hiệu điều khiển ngõ ra Error! Bookmark not defined.
10. 3.3.4 Chuẩn giao tiếp Error! Bookmark not defined. 3.4 Giới thiệu Arduino Ethernet Shield Error! Bookmark not defined. 3.4.1 Tổng quan Error! Bookmark not defined. 3.4.2 Mô tả Error! Bookmark not defined. 3.5 Môi Trường Lập Trình Arduino Error! Bookmark not defined. 3.6 Linh Kiện MOC3020 + TRIAC + LM35 Error! Bookmark not defined. 3.6.1 MOC3020: Error! Bookmark not defined. 3.6.2 Triac BTA06: Error! Bookmark not defined. 3.6.3 LM35: Error! Bookmark not defined. Chương 4: LẬP TRÌNH ỨNG DỤNG CHO ANDROID 4.1 Tổng quan về hệ điều hành android Error! Bookmark not defined. 4.1.1 Giới thiệu Error! Bookmark not defined. 4.1.2 Kiến trúc hệ điều hành Android Error! Bookmark not defined. 4.2 Sơ lược về lập trình ứng dụng cho android Error! Bookmark not defined. 4.2.1 Ngôn ngữ lập trình Error! Bookmark not defined. 4.2.2 Môi trường lập trình cho Android Error! Bookmark not defined. 4.2.3 Các thành phần cơ bản của một ứng dụng android trên eclipse Error! Bookmark not defined. 4.3 Các thành phần cơ bản của một ứng dụng android Error! Bookmark not defined. 4.3.1 Activity Error! Bookmark not defined. 4.3.2 Intent Error! Bookmark not defined. 4.3.3 Service Error! Bookmark not defined. 4.3.4 Content Provider Error! Bookmark not defined. 4.3.5 View Error! Bookmark not defined. 4.3.6 Lưu trữ dữ liệu Error! Bookmark not defined. 4.4 Lập trình mạng trong Android Error! Bookmark not defined. 4.4.1 Lớp InetAddress Error! Bookmark not defined. 4.4.2 Lớp Socket Error! Bookmark not defined. 4.5 Ứng dụng lập trình socket giao tiếp thiết bị Android và máy tính bằng Wifi LAN Error! Bookmark not defined. 4.5.1 Thiết kế giao diện và viết chương trình cho thiết bị Android gồm 2 bước: Error! Bookmark not defined.
11. 4.5.2 Viết chương trình cho Server Error! Bookmark not defined. 4.5.3 Chạy chương trình Error! Bookmark not defined. Chương 5: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG 5.1 Tổng quan thiết kế Error! Bookmark not defined. 5.2 Sơ đồ khối Error! Bookmark not defined. 5.3 Chức năng, phương án thiết kế từng khối Error! Bookmark not defined. 5.3.1 Phần mềm ứng dụng trên thiết bị di động Error! Bookmark not defined. 5.3.2 Phần cứng Error! Bookmark not defined. Chương 6:KẾT QUẢ THỰC HIỆN 6.1 Mô hình phần cứng Error! Bookmark not defined. 6.2 Giao diện phần mềm Error! Bookmark not defined. Chương 7: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 7.1 Những vấn đề giải quyết trong đề tài Error! Bookmark not defined. 7.1.1 Những vấn đề nghiên cứu Error! Bookmark not defined. 7.1.2 Những hạn chế của đề tài Error! Bookmark not defined. 7.1.3 Hướng phát triển Error! Bookmark not defined. Phụ lục A: Mã nguồn chương trình trên điện thoại AndroidError! Bookmark not defined. I. Mã nguồn giao diện.xml Error! Bookmark not defined. Tài Liệu Tham Khảo Error! Bookmark not defined.
12. BẢNG Bảng 3-1: Triac BTA06 Error! Bookmark not defined. PHỤ LỤC HÌNH ẢNH Hình 2-1:Mô hình TCP/IP Error! Bookmark not defined. Hình 2-2:Mô tả khái quát về bộ giao thứcTCP/IP Error! Bookmark not defined. Hình 2-3:Quá trình đóng/ mở gói dữ liệu trong TCP/ IP Error! Bookmark not defined. Hình 2-4:Cấu trúc dữ liệu trong TCP/ IP Error! Bookmark not defined. Hình 2-5:Mô hình socket Error! Bookmark not defined. Hình 2-6: Mô hình socket TCP giữa hai tiến trình Client và Server Error! Bookmark not defined. Hình 2-7:Mô hình socket UDP giữa hai tiến trình Client và Server Error! Bookmark not defined. Hình 2-8:Mô hình cấp địa chỉ IP Error! Bookmark not defined. Hình 2-9:Truy cập vào dynamic DNS của router Error! Bookmark not defined. Hình 2-10:Nhấp vào go to register để vào trang No-ip.com Error! Bookmark not defined. Hình 2-11Trang chủ dịch vụ No-ip Error! Bookmark not defined. Hình 2-12:Điền địa chỉ mail để đăng ký dịch vụ No-ip Error! Bookmark not defined. Hình 2-13:Điền đầy đủ thông tin yêu cầu để đăng ký Error! Bookmark not defined. Hình 2-14:Đăng nhập tài khoản vừa đăng ký Error! Bookmark not defined. Hình 2-15:Bấm Add a Host để tạo host Error! Bookmark not defined. Hình 2-16:Chọn tên miền để đăng ký host Error! Bookmark not defined. Hình 2-17:Đăng nhập tài khoản và tên miền vào DDNS Error! Bookmark not defined. Hình 3-1:Giao diện IDE của Arduino (đoạn code điều khiển nhấp nháy 1 LED đơn) Error! Bookmark not defined. Hình 3-2:MOC3020 Error! Bookmark not defined. Hình 3-3:LM35 Error! Bookmark not defined. Hình 4-1:Kiến trúc hệ điều hành Android Error! Bookmark not defined. Hình 4-2:Mô hình hợp tác giữa máy ảo Dalvik và Navite code . Error! Bookmark not defined. Hình 4-3:Thành phần của một ứng dụng android Error! Bookmark not defined. Hình 4-4:Khai báo activity trong Menifest Error! Bookmark not defined. Hình 4-5:Vòng đời cua activity Error! Bookmark not defined. Hình 4-6:Sử dụng Intent để trao đổi thông tin giữa hai chương trình Error! Bookmark not defined. Hình 4-7:Vòng đời của service Error! Bookmark not defined. Hình 4-8:Ví dụ một cây Views Error! Bookmark not defined. Hình 5-1: Sơ đồ khối tổng quan Error! Bookmark not defined.
13. Hình 5-2:Sơ đồ khối giao diện điều khiển: Error! Bookmark not defined. Hình 5-3:Giao diện chính Error! Bookmark not defined. Hình 5-4: Giao diện đăng nhập Error! Bookmark not defined. Hình 5-5:Lỗi khi đăng nhập sai tài khoản Error! Bookmark not defined. Hình 5-6:Giao diện giới thiệu – trợ giúp Error! Bookmark not defined. Hình 5-7:Màn hình điều khiển Error! Bookmark not defined. Hình 5-8:Màn hình khi đang kết nối Error! Bookmark not defined. Hình 5-9:Đổi tên thiết bị Error! Bookmark not defined. Hình 5-10:Đổi tên cảm biến Error! Bookmark not defined. Hình 5-11:Thông tin kết nối user, ip, port Error! Bookmark not defined. Hình 5-12:Đổi IP, port Error! Bookmark not defined. Hình 5-13:Giao diện đăng xuất Error! Bookmark not defined. Hình 5-14:Giao diện đổi tài khoản và mật khẩu Error! Bookmark not defined. Hình 5-15:Lỗi khi nhập sai mật khẩu cũ Error! Bookmark not defined. Hình 5-16:Sơ đồ khối phần cứng Error! Bookmark not defined. Hình 5-17:Mega kết nối với Ethernet shield Error! Bookmark not defined. Hình 5-18:Sơ đồ nguyên lý khối ngõ vào Error! Bookmark not defined. Hình 5-19:Sơ đồ linh kiện khối ngõ vào Error! Bookmark not defined. Hình 5-20:Sơ đồ mạch in khối ngõ vào Error! Bookmark not defined. Hình 5-21:Sơ đồ nguyên lý khối ngõ ra Error! Bookmark not defined. Hình 5-22:Sơ đồ linh kiện khối ngõ ra Error! Bookmark not defined. Hình 5-23: Sơ đồ mạch in khối ngõ ra Error! Bookmark not defined. Hình 6-1:Mặt trước – sau của module điều khiển Error! Bookmark not defined. Hình 6-2:Mặt ngoài – trong module điều khiển Error! Bookmark not defined. Hình 6-3:Board công suất ngõ ra Error! Bookmark not defined. Hình 6-4:Board nút nhấn ngõ vào Error! Bookmark not defined. Hình 6-5:Giao diện chính Hình 6-6:Giao diện điều khiển Error! Bookmark not defined. Hình 6-7:Giao diện giám sát Hình 6-8:Giao diện cài đặt Error! Bookmark not defined. LIỆT KÊ TỪ VIẾT TẮT IP: Internet Protocol TCP: Transport Control Protocol UDP: User Diagram Protocol LAN: Local Area Network MAC: Media Access Control DHCP: Dynamic Host Configuration Protocol DNS: Domain Name System SNMP: Simpe Network Management Protocol FTP: File Transfer Protocol TFTP: Trivial File Transfer Protocol
14. TFTP: Trivial File Transfer Protocol ARP: Address Resolution Protocol ICMP: Internet Control Message Protocol IGMP: Internet Group Management Protocol ADSL: Asymmetric Digital Subscriber Line
15. Phần B NỘI DUNG
16. Chƣơng 1 TỔNG QUAN
17. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: NGUYỄN VĂN HIỆP 1.1 Đặtvấnđề Sựpháttriểncủakhoahọckỹthuậtkhôngnhằmmụcđíchgìkhácngoàiviệcmanglạisựtiệnlợicho cuộcsống.Giúpcuộcsốngngàycàngthoảimáivàtiệnlợihơn.Vàgiờđâymọichuyệnlạidễdànghơnnữa vớithiếtbị di độngthông minh chạyhệđiềuhànhandroid ,mộtthiếtbịđượcxemnhưlàkhôngthểtáchkhỏichúng ta trongthờiđạicôngnghệhiện nay vàmộtmôđunđiềukhiển qua internet, chúng ta đãcóthểkếtnốithiếtbịmuốnđiềukhiểnmộtcáchđơngiảnvàcóthểđiềukhiểncũngnhưlàgiámsáttrạngt háicủathiếtbịđótừxa ở bấtkỳnơiđâu. 1.2 Mụctiêuđềtài Xâydựngmôđuncóchứcnăngđiềukhiểnthiếtbịđiệncũngnhưgiámsáttrạngtháicủathiếtbịvàgi ámsátbáođộng qua mạng internet vớigiaodiệntrên android thânthiệnvớingườidùnggiúpchocuộcsống con ngườiđượctiệnnghihơn. Môđunđiềukhiển qua internet chỉlàmộtứngdụngdụngnhỏmàtừđó ta cóthểpháttriểnthêm, ứngdụngvàocáclĩnhvựckhácnhưgiaothông, sảnxuất 1.3 Giớihạnđềtài Qua thờigiantìmhiểuvàvậndụngnhữngkiếnthứcđượchọc, nhómemđãđưaraquyếtđịnhchọnArduinolàm board điềukhiểnchính, giaodiệnđượcviếttrênnềntảng Android điềukhiểnvàgiámsáttrạngtháithiếtbịđiệncũngnhưcóthểbáođộng qua internet. 1.4 Phạmvivàphƣơngphápnghiêncứu 1.4.1 Phạmvinghiêncứu - Nghiêncứunềntảnghệđiềuhành android o Cácthànhphầncơbản o Cấutrúchệđiềuhành - Nghiêncứungônngữlậptrình java chonềntảng android o Lậptrình java cơbản. o Lậptrìnhmạngtrong java. o Thiếtkếgiaodiện. - Nghiêncứu kit Arduino Mega + Shield Ethernet o Cấutạo o Viếtchươngtrìnhcho kitArduino Mega o Lậptrìnhkếtnốimạngchoarduino 1.4.2 Phƣơngphápnghiêncứu - Nhómthựchiệnđềtàinàydựatrênnềntảngcósẵntrên Internet sauđómởrộngvàpháttriểnthêm. - Vềphầnmạchđiềukhiểnthìnhómdựatrênnhữnggìđãđượchọcđềlàm. Nhưngvềlĩnhvựclậptrình Android thìđâylàlĩnhvựccònrấtmớiđốivớinhóm. CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN 1
18. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: NGUYỄN VĂN HIỆP 1.5 Giớithiệunội dung Nội dung chínhcủađồánđượcxâydựngthành 7 chươngvớinhữngnội dung nhưsau: Chương 1 Tổngquan Đãđượcnóiđến ở phầntrên. Chương 2 Tổngquanvềmạngmáytính Chươngnàytrìnhbàynhữngkiếnthứcvềmạngmáytínhnhư: - Kháiniệmmạngmáytính, lịchsửhìnhthànhvàpháttriển. - Họgiaothức TCP/IP. Cấutrúccủahọgiaothức, chứcnăngcủatừngtầngtrongcấutrúc, cácgiaothứcquantrọngđượcsửdụngtrongmỗitầngcủamôhình, ngoàiratrongphầnnàycòntrìnhbàycấutrúccủadữliệutrongmỗitầngcủamôhình. - Socket, cácvấnđềcơbảncủa socket, cáckiểu socket vàcấutrúc, đặcđiểmcủamỗiloại socket. - Dịchvụ No-ip Chƣơng 3 Tổngquanhệthốngphầncứng Chươngnàytrìnhbàynhữngthànhphầnphầncứngđượcsửdụngtrongđềtài. - Giớithiệu Kit Arduino Mega 2560, Ethernet Shield cấutrúcphầncứng, phầnmềm . - Đặcđiểm, cấutạovànguyênlýhoạtđộngcủacảmbiếnnhiệtđộ LM 35 - TRIAC BTA06 , MOC3020 Chƣơng 4 Lậptrìnhứngdụngcho Android Chươngnàygiớithiệunhữngvấnđềliênquantớimộtứngdụng Android. - Tổngquanvềhệđiềuhành Android. - Cácvấnđềliênquantớilậptrình Android nhưngônngữlậptrình, môitrườngpháttriển Eclipse SDK - Cácthànhphầncơbảncủamộtứngdụng Android như Activity, Service, Intent, Texiew, View - Lậptrìnhmạngtrong Android. Chƣơng 5 Thiếtkếvàthicông Chươngnàytrìnhbàyvềyêucầuxâydựnghệthống. - Sơđồkhối, chứcnăngmỗikhối - Phươngánthiếtkếphầncứng: - Giaodiệnđiềukhiểntrênthiếtbị Android. Chƣơng 6 Kếtquảthựchiện Trìnhbàyvềkếtquảđạtđượctrongquátrìnhthicôngmôhìnhcáckếtquảthicôngphầncứng, phầnmềm.Quátrìnhthửnghiệmchươngtrình, đánhgiáưunhượcđiểmcủamôhìnhtrongquátrìnhthửnghiệm. Chƣơng 7Kếtluậnvàhƣớngpháttriển Trìnhbàynhữngkếtquảđạtđượctrongquátrìnhthựchiệnđồán.Nhữngvấnđềgiảiquyếtđược, nhữnghạnchếcủađềtàivàhướngpháttriểncủađềtài. CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN 2
19. Chương 2 TỔNG QUAN VỀ MẠNG MÁY TÍNH
20. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 2.1 Mạng máy tính và giao thức 2.1.1 Mạng máy tính Mạng máy tính hay hệ thống mạng (computer network hay network system) là một tập hợp các máy tính tự hoạt đƣợc kết nối nhau thông qua các phƣơng tiện truyền dẫn để nhằm cho phép chia sẻ tài nguyên: máy in, máy fax, tệp tin, dữ liệu Vào giữa thập niên 1980, ngƣời sử dụng dùng các máy tính độc lập bắt đầu chia sẻ các tập tin bằng cách dùng moderm kết nối với các máy tính khác. Cách thức này đƣợc gọi là điểm nối điểm, hay truyền theo kiểu quay số. Khái niệm này đƣợc mở rộng bằng cách dùng các máy tính là trung tâm truyền tin trong một kết nối quay số.Các máy tính này đƣợc gọi là sàn thông báo (bulletin board).Ngƣời dùng kết nối đến sàn thông báo này, để lại đó hay lấy đi các thông điệp, cũng nhƣ gửi lên hay tải về các tập tin.Hạn chế của hệ thống là có rất ít hƣớng truyền tin, và chỉ với những ai biết về sàn thông báo đó.Ngoài ra, các máy tính tại sàn thông báo cần một modem cho mỗi kết nối, khi số lƣợng kết nối tăng lên hệ thống không thề đáp ứng đƣợc nhu cầu. Qua các thập niên 1950, 1970 các kỹ sƣ điện toán của các viện nghiên cứu trên khắp nƣớc Mỹ bắt đầu liên kết máy tính của họ với nhau thông qua công nghệ của ngành liên lạc viễn thông. Những cố gắng này đƣợc ARPA hỗ trợ, và mạng máy tính mà nó cung cấp đƣợc gọi là ARPANET.Các công nghệ tạo ra Arpanet đã mở rộng và phát triển sau đó. Bộ Quốc phòng Hoa Kỳ đã phát triển các mạng diện rộng WAN có độ tin cậy cao, nhằm phục vụ các mục đích quân sự và khoa học. Công nghệ này khác truyền tin điểm nối điểm.Nó cho phép nhiều máy tính kết nối lại với nhau bằng các đƣờng dẫn khác nhau.Bản thân mạng sẽ xác định dữ liệu di chuyển từ máy tính này đến máy tính khác nhƣ thế nào. Thay vì chỉ có thể thông tin với một máy tính tại một thời điểm, nó có thể thông tin với nhiều máy tính cùng lúc bằng cùng một kết nối.Trong thập niên 90, việc phát triển của công nghệ World Wide Web đã làm cho ngay cả những ngƣời không chuyên nghiệp cũng có thể sử dụng internet. Nó phát triển nhanh đến mức đã trở thành phƣơng tiện liên lạc toàn cầu nhƣ ngày nay. 2.1.2 Họ giao thức TCP/IP: TCP/IP là bộ giao thức cho phép kết nối các hệ thống mạng không đồng nhất với nhau. TCP/IP là viết tắt của Transmission Control Protocol (Giao thức Điều Khiển Truyền thông)/Internet Protocol (Giao thức Internet), ngày nay TCP/IP đƣợc sử dụng rộng rãi trong các mạng cục bộ cũng nhƣ trên mạng Internet toàn cầu. TCP/IP không chỉ gồm 2 giao thức mà thực tế nó là tập hợp của nhiều giao thức. Chúng ta gọi đó là 1 hệ giao thức hay bộ giao thức (Suite Of Protocols). TCP/IP đƣợc xem là giản lƣợc của mô hình tham chiếu OSI với bốn tầng, trong mô hình này là (theo thứ tự từ trên xuống): + Tầng ứng dụng (Application Layer) + Tầng giao vận (Transport Layer) + Tầng mạng (Internet Layer) + Tầng liên mạng (Network Interface Layer) CHƢƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ MẠNG MÁY TÍNH 3
21. ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Hình 2-1:Mô hình TCP/IP Tầng liên mạng (Network Interface Layer): Tầng liên mạng có trách nhiệm đƣa dữ liệu tới và nhận dữ liệu từ phƣơng tiện truyền dẫn. Tầng này bao gồm các thiết bị giao tiếp mạng(Card Mạng và Cáp Mạng) và chƣơng trình cung cấp các thông tin cần thiết để có thể hoạt động, truy nhập đƣờng truyền vật lý qua thiết bị giao tiếp mạng đó. Tầng mạng (Internet Layer): Nằm trên tầng liên mạng.Tầng này có chức năng gán địa chỉ, đóng gói và định tuyến (Route) dữ liệu. Bốn giao thức quan trọng nhất trong tầng này gồm: IP (Internet Protocol): Có chức năng gán địa chỉ cho dữ liệu trƣớc khi truyền và định tuyến chúng tới đích. ARP (Address Resolution Protocol): Có chức năng biên dịch địa chỉ IP của máy đích thành địa chỉ MAC (Media Access Control). ICMP (Internet Control Message Protocol): Có chức năng thông báo lỗi trong trƣờng hợp truyền dữ liệu bị hỏng. IGMP (Internet Group Management Protocol): Có chức năng điều khiển truyền đa hƣớng (Multicast). Tầng giao vận (Transport Layer): Có trách nhiệm thiết lập phiên truyền thông giữa các máy tính và quy định cách truyền dữ liệu 2 giao thức chính trong tầng này gồm có hai giao thức chính: TCP (Transmission Control Protocol) và UDP (User Datagram Protocol). TCP cung cấp các kênh truyền thông hƣớng kết nối và đảm bảo truyền dữ liệu một cách tin cậy, nó cung cấp một luồng dữ liệu tin cậy giữa hai trạm, nó sử dụng các cơ chế nhƣ chia nhỏ các gói tin của tầng trên thành các gói tin có kích thƣớc thích hợp cho tầng mạng bên dƣới, báo nhận gói tin, đặt hạn chế thời gian time-out để đảm bảo bên nhận biết đƣợc các gói tin đã gửi đi. TCP thƣờng truyền các gói tin có kích thƣớc lớn và yêu cầu phía nhận xác nhận về các gói tin đã nhận. UDP cung cấp một dịch vụ đơn giản hơn cho tầng ứng dụng. UDP cung cấp kênh truyền thông phi kết nối, nó chỉ gửi các gói dữ liệu từ trạm này tới trạm kia mà không đảm bảo các gói tin đến đƣợc tới đích. Các ứng dụng dùng UDP thƣờng chỉ truyền những gói có kích thƣớc nhỏ, độ tin cậy dữ liệu phụ thuộc vào từng ứng dụng.Các cơ chế đảm bảo độ tin cậy cần đƣợc thực hiện bởi tầng trên. Tầng ứng dụng (Application Layer): Tầng ứng dụng là tầng trên cùng của mô hình TCP/IP bao gồm các tiến trình và các ứng dụng cung cấp cho ngƣời sử dụng để truy cập mạng. Một số giao thức thông dụng trong tầng này là: CHƢƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ MẠNG MÁY TÍNH 4
22. S K L 0 0 2 1 5 4